Vestnik of Don State Technical University Vestnik of Don State Technical University Вестник Донского государственного технического университета 1992-5980 6102 10.12737/11611 Процессы и машины агроинженерных систем PROCESSES AND MACHINES OF AGRO-ENGINEERING SYSTEMS Процессы и машины агроинженерных систем Approach to the problem of choice of the adjustable harvester parameter values based on fuzzy modeling Подход к решению задачи по выбору значений регулируемых параметров комбайна на основе нечеткого моделирования Нурутдинова Инна Николаевна Nurutdinova Inna Николаевна nurut.inna@yandex.ru Борисова Людмила Викторовна Borisova Lyudmila Викторовна borisovalv09@mail.ru Димитров Валерий Петрович Dimitrov Valery Петрович kaf-qm@donstu.ru 30 06 2015 30 06 2015 15 2 100 107 https://naukaru.ru/en/nauka/article/6102/view

Рассматривается задача выбора значений регулируемых па-раметров рабочих органов зерноуборочного комбайна. Про-анализированы модели, описывающие зависимости показа-телей качества уборки от внешних факторов, и обоснована необходимость нового подхода к моделированию процесса технологической регулировки комбайна в полевых условиях, учитывающего нечёткость информации о факторах внешней среды, её приближённый характер, а также экспертный способ формирования информации. Для описания факторов внешней среды и показателей качества работы введены лингвистические переменные, построены их функции при-надлежности, сформулированы продукционные правила. Процесс нечёткого логического вывода проиллюстрирован на примере выбора значения частоты вращения молотильно-го барабана. Создана база знаний и механизм вывода решений, составляющие основу экспертной системы. Использование такой системы в полевых условиях позволяет снизить время на технологические простои и сократить потери урожая. Практической реализаций разработанной модели является создание программных средств для автоматизированного решения задачи технологической регулировки комбайна в полевых условиях

A problem of selecting the controlled parameter values of the com-bine harvester work tools is considered. Models describing the har-vesting quality factor dependencies of the external agents are ana-lyzed. The need of a new approach to modeling the technological ad-justment process of the harvester in the field which takes into ac-count the fuzzy information on the environmental factors, its approx-imate character, as well as an expert method of generating infor-mation, is justified. To describe the environmental factors and the performance indices, linguistic variables are introduced, their mem-bership functions are developed, and production rules are formulat-ed. The fuzzy inference process is illustrated by an example of se-lecting the beater rate speed. A knowledgebase and an inference en-gine that form the expert system basis are created. The use of such a system in the field allows reducing the process downtime and crop waste. A practical implementation of the developed model is the cre-ation of the software for the automated problem solution of the tech-nological adjustment of the harvester in the field

 зерноуборочный комбайн технологическая регулировка нечеткие знания лингвистическая переменная экспертная система. combine harvester technological adjustment fuzzy knowledge linguistic variable expert system

Introduction. The implementation of the potentialities included in the design of the combine harvester, achievement of high quality performance of harvesting and productivity are only possible with a correct technological adjustment of working units and observance of operating rules. Complex and changing environmental conditions grain harvesters operate under re-quire the operator to find optimal solutions promptly. Non-optimal decisions, made in the field, downtime due to technical and technological reasons result in substantial loss of resources and potentialities [1].

Рыбалко А. Г. Особенности уборки высокоурожайных зерновых культур / А. Г. Рыбалко. - Москва : Агро-промиздат, 1988. - 120 с. Rybalko, A.G. Osobennosti uborki vysokourozhaynykh zernovykh kul´tur. [Some features of harvesting high-yielding grains.] Moscow: Agropromizdat, 1988, p.120 (in Russian). Ветров Е. Ф. Оптимизация технологического процесса по статистическим данным /Е. Ф. Ветров, М. Д. Ген-кин, Л. М. Литвин и др. // Машиноведение. - 1986. - №5. - С. 48-55. Vetrov, E.F., Genkin, M.D., Litvin, L.M., et al. Optimizatsiya tekhnologicheskogo protsessa po statisticheskim dannym. [Optimization of technological process according to statistic data.] Mashinovedenie, 1986, no. 5, pp. 48-55 (in Rus-sian). Ветров Е. В. Оптимальное регулирование зерноуборочного комбайна (Электронный «Советчик комбайне-ра») / Е. В. Ветров, В. П. Чернявская, Г. Ф. Бобринева и др. // Труды, 4/89. - Москва : НПО ВИСХОМ, 1989. - С. 80-85. Vetrov, E.V., Tchernyavskaya, V.P., Bobrineva, G.F. Optimal´noe regulirovanie zernouborochnogo kombayna. (El-ektronnyy «Sovetchik kombaynera»). [Optimal adjustment of combine harvester (Electronic journal «Sovetchik kombainera»)] Proceedings, 4/89. Moscow: NPO VISKhOM, 1989, pp. 80-85 (in Russian). Литвин Л. М. Обобщенная оценка зональных показателей работы зерноуборочных комбайнов / Л. М. Лит-вин, Э. В. Жалкин, Е. Ф. Ветров // Техника в сельском хозяйстве. - 1989. - №5. - С.41-45. Litvin, L.M., Zhalkin, E.V., Vetrov, E.F. Obobshchennaya otsenka zonal´nykh pokazateley raboty zernouborochnykh kombaynov. [Generalized estimation of zone operational performance of combine harvesters.] Tekhnika v sel´skom khozyaystve, 1989, no. 5, pp. 41-45 (in Russian). Ерохин С. Н. Влияние технологических регулировок на потери зерна за молотилкой комбайна Дон-1500/ С. Н. Ерохин, А. С. Решетов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2003. - №6. - С.18-19. Yerokhin, S.N., Reshetov, A.S. Vliyanie tekhnologicheskikh regulirovok na poteri zerna za molotilkoy kombayna Don-1500. [Technological adjustment effect on grain loss after Don-1500 combine separator.] Mekhanizatsiya i elektrifikatsi-ya sel´skogo khozyaystva, 2003, no. 6, pp.18-19 (in Russian). Царёв Ю. А. Перспективы использования электронной системы управления в комбайнах «Дон» и «Нива» / Ю. А. Царёв, А. В. Харьковский // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2005. - №1. - С.37-38. Tsarev, Y.A., Kharkovsky, A.V. Perspektivy ispol´zovaniya elektronnoy sistemy upravleniya v kombaynakh «Don» i «Niva». [Prospects of using electronic control system in combine harvesters “Don” and “Niva”.] Traktory i sel´skokho-zyaystvennye mashiny, 2005, no. 1, pp. 37-38 (in Russian). Аверкин А. Н. Нечеткие множества в моделях управления и искусственного интеллекта / А. Н. Аверкин [ и др]; под ред. Д. А. Поспелова. - Москва : Наука, 1986. - 312 с. Averkin, A.N., et al., Pospelov, D.A., ed. Nechetkie mnozhestva v modelyakh upravleniya i iskusstvennogo intel-lekta. [Fuzzy sets in control and artificial intelligence models.] Moscow: Nauka, 1986, 312 p. (in Russian). Асаи К. Прикладные нечеткие системы : Пер с япон./К. Асаи, Д. Ватада, С. Сугэно. - Москва : Мир, 1993. - 368 с. Asai, K., Vatada, D., Sugeno, S. Prikladnye nechetkie sistemy: Per. s yapon. [Applied fuzzy systems: Transl. from Japanese.] Moscow: Mir, 1993, 368 p. (in Russian). Тугенгольд А. К. К вопросу формирования системы знаний при интеллектуальном электронном докумен-тировании мехатронных объектов /А. К. Тугенгольд, А. С. Тишин, А. Ф. Лысенко // Вестник Дон. гос. техн. ун-та.- 2012, № 3. - с. 30-36. Tugengold, A.K., Tishin, A.S., Lysenko, A.F. K voprosu formirovaniya sistemy znaniy pri intellektual´nom el-ektronnom dokumentirovanii mekhatronnykh ob´´ektov. [On knowledge system formation in intelligent electronic documenta-tion of mechatronic objects.] Vestnik of DSTU, 2012, no. 3, pp. 30-36 (in Russian). Zadeh L. Fuzzy sets / L. Zadeh // Information and Control. - 1965. - vol. 8. - P. 338-353. Zadeh, L.A. Fuzzy sets. Information and Control, 1965, vol. 8, pp. 338-353. Zadeh L. Knowledge representation in fuzzy logic / in An Introduction to Fuzzy Logic Applications in Intelligent Systems, The Springer International Series in Engineering and Computer Science, vol. 165, R.R. Yager, L.A. Zadeh Eds. - New York : Springer, 1992. - P. 1-27. Zadeh, L.A. Knowledge representation in fuzzy logic. An Introduction to Fuzzy Logic Applications in Intelligent Systems, The Springer International Series in Engineering and Computer Science, vol. 165, R.R. Yager, L.A. Zadeh, Eds. New York: Springer, 1992, pp. 1-27. Димитров В. П. Теоретические и прикладные аспекты разработки экспертных систем для технического обслуживания машин / В. П. Димитров, Л. В. Борисова Ростов-на-Дону : Издательский центр ДГТУ, 2007. - 202 с. Dimitrov, V. P., Borisova, L.V. Teoreticheskie i prikladnye aspekty razrabotki ekspertnykh sistem dlya tekhnich-eskogo obsluzhivaniya mashin. [Theoretical and applied aspects of developing expert systems for machines maintenance.]Rostov-on-Don: DSTU Publishing Centre, 2007, 202 p. (in Russian). Борисова Л. В. Методика моделирования предметной области «технологическая настройка» в нечеткой постановке /Л. В. Борисова // Доклады РАСХН, 2005. - №6. - С. 62-65. Borisova, L.V. Metodika modelirovaniya predmetnoy oblasti «tekhnologicheskaya nastroyka» v nechetkoy post-anovke. [Modeling technique of the subject domain “technological adjustment” in a fuzzy formulation.] Proceedings RASKhN, 2005, no. 6, pp. 62-65 (in Russian). Кофман, Л. Введение в теорию нечетких множеств / Л. Кофман. - Москва: Радио и связь, 1982. - 432 с. Koffman, L. Vvedenie v teoriyu nechetkikh mnozhestv. [Introduction into the theory of fuzzy sets.] Moscow: Ra-dio and communication, 1982, 432 p. (in Russian). Малышев Н. Г., Нечеткие модели для экспертных систем в САПР// Л. С. Берштейн, А. В Боженюк. - Москва : Энергоатомиздат, 1991. - 136 с. Malyshev, N.G., Berstein, L.S., Bozhenyuk, A.V. Nechetkie modeli dlya ekspertnykh sistem v SAPR. [Fuzzy models for expert systems in CAD.] Moscow: Energoatomizdat, 1991, 136 p. (in Russian). Макаров И. М. Искусственный интеллект и интеллектуальные системы управления / И. М. Макаров, В. М. Лохин, С. В. Манько, М. П. Романов. Москва : Наука, 2006. - 333 с. Makarov, I.M., Lokhin, V.M., Manko, S.V., Romanov, M.P. Iskusstvennyy intellekt i intellektual´nye sistemy up-ravleniya. [Artificial intelligence and intelligence control systems.] Moscow: Nauka, 2006, 333 p. (in Russian). Димитров В. П. О методике дефаззификации нечёткой экспертной информации / В. П. Димитров, Л. В. Борисова, И. Н. Нурутдинова // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2010. - Т. 10. № 6 (49). - С. 868-878. Dimitrov, V. P. O metodike defazzifikatsii nechetkoy ekspertnoy informatsii. [On defuzzification method in fuzzy expert information processing.] Vestnik of DSTU, 2010, vol. 10, no. 6 (49), pp. 868-878 (in Russian). Штовба С. Д. Проектирование нечётких систем средствами MATHLAB / С. Д. Штовба // Москва : Горячая линия - Телеком, 2007. - 288 с. Shtovba, S.D. Proektirovanie nechetkikh sistem sredstvami MATHLAB. [Designing fuzzy systems with MATH-LAB facilities.] Moscow: Goryachaya liniya - Telekom, 2007, 288 p. (in Russian).